Полный процесс цианирования шлама для руд золота вкрапленного типа

1. Введение

С непрерывным развитием золотодобывающей промышленности запасы легкообрабатываемых золотых руд постепенно сокращаются. Поэтому большое значение имеет изучение процессов обогащения и плавки упорных золотых руд, таких как золотые руды с мышьяково-сурьмянистым прожилково-вкрапленным типом. Эти руды характеризуются сложным

x mieralogy, где арсенопирит и стибнит тесно связаны с жильными минералами в рассеянной форме, что затрудняет извлечение золота. Процесс цианирования шламом является распространенным методом извлечения золота, но для этого типа руды он часто сталкивается с такими проблемами, как низкая скорость выщелачивания золота и высокий расход реагентов. Оптимизация этого процесса может эффективно улучшить коэффициент использования ресурсов и экономические выгоды золотых рудников.

2. Характеристики мышьяково-сурьмяных жильно-вкрапленных золотых руд

2.1 Минералогический состав

В рудах мышьяково-сурьмянистого жильно-вкрапленного типа основными минералами, влияющими на извлечение золота, являются арсенопирит и стибнит. Природные частицы золота в руде имеют крайне неравномерные размеры частиц. Они в основном распределены в трещинах и межзерновых пространствах пирита и арсенопирита или обернуты внутри них. Иногда золото сосуществует с стибнитом, а часть его заключена в минералах жильной породы, таких как лимонит или кварц. Часть пирита в руде существует в виде мелкозернистых вкраплений в минералах жильной породы и имеет тесную симбиотическую связь с арсенопиритом и марказитом. Арсенопирит обычно имеет относительно мелкий размер частиц и тесно связан с пиритом. Структура руды в основном жильно-вкрапленная, при этом большая часть стибнита и арсенопирита срастается с минералами жильной породы вкрапленным образом.

2.2 Вредные элементы

Присутствие мышьяка (As) и сурьмы (Sb) в руде крайне неблагоприятно для цианидного выщелачивания золота. Эти элементы могут реагировать с цианидом и кислородом в процессе цианирования, потребляя большое количество реагентов и снижая скорость выщелачивания золота. Например, мышьяк может образовывать в цианидном растворе различные мышьяксодержащие соединения, которые не только потребляют цианид, но и могут образовывать пассивирующие пленки на поверхности частиц золота, препятствуя контакту золота с ионами цианида.

3. Существующие проблемы в процессе цианирования всех шламов

3.1 Низкая скорость выщелачивания золота

Прямое цианирование all-шламом золотых руд мышьяково-сурьмянистого жильно-вкрапленного типа часто приводит к низкой скорости выщелачивания золота. Из-за сложного минералогического состава и наличия вредных элементов золото трудно полностью растворить цианидом. Для некоторых руд скорость извлечения прямого цианирования all-шламом составляет всего около 47.62%.

3.2 Высокий расход реагента

Процесс цианирования требует большого количества цианида в качестве выщелачивающего агента. Однако в присутствии мышьяка, сурьмы и других вредных элементов расход цианида значительно увеличивается. Кроме того, присутствие некоторых сульфидных минералов в руде также может реагировать с цианидом, еще больше увеличивая расход реагента. Например, реакция сульфидных минералов с цианидом может образовывать различные цианокомплексы, снижая концентрацию свободного цианида в пульпе и замедляя выщелачивание золота.

4. Стратегии оптимизации для процесса цианирования всех шламов

4.1 Методы предварительной обработки

4.1.1 Предварительная обработка щелочным выщелачиванием

Использование NaOH в качестве щелочного выщелачивающего агента позволяет эффективно удалять некоторые вредные элементы. С помощью ортогональных факторных экспериментов было установлено, что для некоторых руд при тонкости помола минерала - 200 меш, составляющей 85%, концентрации щелочного выщелачивания 60 кг/т, времени щелочного выщелачивания 32 ч и температуре щелочного выщелачивания 26 °C можно улучшить последующий эффект цианирования. Щелочное выщелачивание может в определенной степени растворять некоторые минералы, содержащие мышьяк и сурьму, снижая их негативное влияние на процесс цианирования.

4.1.2 Предварительная обработка кислотой

Кислотная предварительная обработка, например, с использованием азотной кислоты (HNO₃) и соляной кислоты (HCl), также может быть эффективной. Кислотная предварительная обработка может снизить расход цианида. Например, после кислотной предварительной обработки расход цианида может быть снижен на 340–210 мг/л соответственно, а соответствующие показатели извлечения золота могут увеличиться до 98.87% и 95.11%. Кислотная предварительная обработка может растворить некоторые карбонатные минералы и часть сульфидных минералов в руде, уменьшая влияние этих минералов на процесс цианирования.

4.1.3 Предварительная обработка перед обжаркой

Обжиг руды при температуре 600–1000 °C в течение 0.5–2 часов перед цианированием также может дать хорошие результаты. Результаты цианирования обожженных образцов показывают, что потребление цианида резко снижается на 1150 мг/л, а степень извлечения золота увеличивается на 5.2%. Кроме того, содержание мышьяка, сурьмы, кадмия и ртути в обожженном образце (обожженном при 1000 °C в течение 2 часов) значительно снижается. Обжиг может превратить сульфидные минералы в оксиды металлов, что делает золото более доступным для цианидного выщелачивания.

4.2 Оптимизация условий цианирования

4.2.1 Концентрация цианида

Для руд с различными характеристиками необходимо определить соответствующую концентрацию цианида. Для первого типа образца руды, содержащего 10.5 ppm золота с высоким содержанием мышьяка и сурьмы, оптимальная концентрация цианида составляет 4000 мг/л, тогда как для второго типа образца руды с низким содержанием золота (2.5 ppm), но высоким содержанием серебра (160 ppm), оптимальная концентрация цианида составляет 2500 мг/л. Регулировка концентрации цианида в соответствии со свойствами руды может обеспечить эффективное выщелачивание золота при одновременном снижении отходов реагентов.

4.2.2 Значение pH

Значение pH раствора цианирования также оказывает значительное влияние на эффект выщелачивания. Для первого образца оптимальное значение pH составляет 11.1, а для второго образца оптимальное значение pH составляет 10.5. Поддержание соответствующего значения pH может обеспечить стабильность раствора цианида и способствовать реакции между золотом и ионами цианида.

4.2.3 Время цианирования

Время цианирования также должно быть оптимизировано. Для обоих типов образцов, упомянутых выше, подходящее время цианирования составляет 24 часа. Продление времени цианирования не обязательно значительно увеличит скорость извлечения золота, но увеличит производственные затраты. Поэтому определение подходящего времени цианирования имеет решающее значение для повышения эффективности производства.

4.2.4 Использование окислителей

Использование окислителей, таких как H₂O₂ (0.015 М), воздух (0.15 л/мин) или смесь H₂O₂ и воздуха, может улучшить кинетику извлечения золота. Среди них наиболее значительное благоприятное воздействие на кинетику выщелачивания оказывает впрыскивание воздуха. Окислители могут преобразовывать некоторые восстановленные вещества в руде в окисленные формы, способствуя растворению золота.

5. Тематические исследования

На золотодобывающем руднике в провинции Ганьсу был оптимизирован процесс цианирования шлама при добываемой в нем золоторудной жиле мышьяк-сурьма с рассеянным золотом. Путем предварительной обработки щелочным выщелачиванием с использованием NaOH, оптимизации тонкости помола, концентрации щелочного выщелачивания, времени и температуры, а затем проведения цианирования с соответствующей концентрацией NaCN и временем цианирования, скорость выщелачивания цианидом увеличилась с исходных 47.62% до 85.04%. В другом случае, на золоторудном месторождении со сложным составом руды, после кислотной и обжиговой предварительной обработки, а затем корректировки условий цианирования , значительно повысилась степень извлечения золота и эффективно снизился расход цианида.

6. Заключение

Оптимизация процесса цианирования всего шлама для руд золота мышьяково-сурьмянистого жильного типа - эффективный способ повышения эффективности извлечения золота и снижения производственных затрат. Выбирая соответствующие методы предварительной обработки, такие как щелочное выщелачивание, кислотная предварительная обработка и предварительная обработка обжигом, а также оптимизируя условия цианирования, включая концентрацию цианида, значение pH, время цианирования и использование окислителей, можно добиться значительных улучшений в скорости выщелачивания золота и расходе реагентов. Различные золотые рудники должны выбирать стратегии оптимизации в соответствии с собственными характеристиками руды, чтобы достичь наилучших экономических и экологических выгод.